Взаимодействие металла с азотом, водородом и другими газами

Взаимодействие металла с азотом, водородом и другими газами [c.85]

Взаимодействие металла с газами. При дуговой сварке газовая фаза зоны дуги, контактирующая с расплавленным металлом, состоит из смеси N4, О2, На, СОа, СО, паров НаО, а также продуктов их диссоциации и паров металла и шлака. Азот попадает в зону сварки главным образом из воздуха. Источниками кислорода и водорода являются воздух, сварочные материалы (электродные покрытия, флюсы, защитные газы и т. п.), а также окислы, пов рх-ностная влага и другие загрязнения на поверхности основного и присадочного металла. Наконец, кислород, водород и азот могут содержаться в избыточном количестве в переплавляемом металле. В зоне высоких температур происходит распад молекул газа на атомы (диссоциация). Молекулярный кислород, азот-и водород распадаются и переходят в атомарное состояние 0а5 20, Ыа 2 2Н, Н2 2Н. Активность газов в атомарном состоянии резко повышается. [c.26]

Присутствие примесей в металлах приводит к изменению их термических, калорических, электрических и других свойств. Степень влияния примесей определяется концентрацией примеси, температурой, взаимодействием с другими примесями и т. д. Газовые примеси, образующие в металлах различные соединения, способны диссоциировать, разлагаясь на металл и газ (кислород, водород, азот), выходящий в газовую полость над металлом. Степень диссоциации соединений существенно зависит от температуры. Как видно из таблицы, при умеренных температурах интенсивно диссоциируют гидриды калия и натрия, при более высоких температу- [c.22]

Газы в сварочную ванну попадают из пламени и окружающей атмосферы как непосредственно, так и в результате протекающих там химических реакций. Процесс растворения газов в жидком металле может быть разбит на три стадии поглощение атомов газов поверхностью металла взаимодействие этих газов с металлом поверхностных слоев диффузия образовавшихся продуктов в глубь жидкой ванны. Источниками кислорода и водорода являются воздух, электродные покрытия, флюсы, защитные газы, а также оксиды, поверхностная влага и другие загрязнения основного и присадочного металла. Азот попадает в зону сварки главным образом из воздуха. Характер взаимодействия газов с различными металлами различен. [c.211]

Отличительная особенность титана, по сравнению с другими металлами, использующимися для эмалирования, состоит в активном взаимодействии его с газами в процессе эмалировочного обжига. Причина тому высокая химическая активность титана при нагреве, его большое сродство к кислороду, азоту, водороду, с которыми титан образует химические соединения и твердые растворы. [c.182]

Высокая температура сварочной дуги вызывает также диссоциацию (распад) молекул кислорода и азота в атомарное состояние. Обладая большой химической активностью, эти газы интенсивнее взаимодействуют с расплавленным металлом шва. В зоне дуги происходит распад молекул паров воды с диссоциацией молекул водорода, атомарный водород активно насыщает металл шва. Высокая температура способствует выгоранию примесей и тем самым изменяет химический состав свариваемого металла. Небольшой объем ванны расплавленного металла (при ручной сварке он составляет 0,5—1,5 см при автоматической — 24—300 см ) и интенсивный отвод теплоты в металл, окружающий ванну, не дает возможности полностью завершиться всем реакциям взаимодействия между жидким металлом, газами и расплавленным шлаком. Большие скорости нагрева и охлаждения значительно ускоряют процесс кристаллизации, приводят к образованию закалочных структур, трещин и других дефектов. Под действием теплоты происходят структурные изменения в металле околошовной зоны, которые также приводят к ослаблению сварного шва. [c.101]

Под термином водородопроницаемость обычно понимают целый комплекс элементарных физико-химических процессов, сводящихся в конечном счете к проникновению газа через металл. Диффузия как таковая входит одной из составляющих в этот комплекс процессов. Инертные газы практически не диффундируют ни в одном металле. Процессу диффузии предшествует активированная адсорбция водорода на поверхности металла. Адсорбция обусловлена интенсивными силами химического взаимодействия. Диффузия водорода в металлах самая интенсивная, по сравнению с другими газообразными элементами такими, например, как кислород, азот. Легкость осуществления процесса диффузии водорода в большинстве металлов объясняется соотношением размеров его атома и параметров кристаллической решетки металла. [c.341]

Водород является двухатомным газом, плотность его в нормальных условиях 0,084 кг1м . В заметное взаимодействие с кислородом водород вступает при температуре 300° С. При нагреве до 700° С водород с кислородом взаимодействует со взрывом. Очищенный от примесей других газов и паров воды водород является одним из лучших восстановителей металлов из окислов, но из-за взрывоопасности его применение ограничено. Поэтому для пайки водород в чистом виде применяют редко и только в печах малого объема. Наиболее целесообразно применять водород в смеси с азотом. Такие смеси значительно дешевле и менее взрывоопасны. [c.54]

Таким образом, повышение растворимости газов при перегреве расплава обусловливает возникновение ряда дефектов в слитке. Растворимость кислорода, азота и водорода зависит от состава и, по-видимому, от структуры ближнего порядка жидкой стали. По вопросу о механизме растворимости газов в металлах предложено много различных гипотез. Растворимость газов связывают с электронной концентрацией в сплавах, со скоростью диффузии и степенью взаимодействия атомов газа и металла и с другими факторами. В работе [147] рассматриваются существующие теории растворимости газов в металлах. При повышении температуры, как правило, не только увеличивается растворимость газов в стали, но и усиливается взаимодействие газов с примесями (S, Р, Мп, Si и др.), а также с Fe и легирующими элементами, что способствует образованию круп-н >щ неметаллических включендй в сдитке. [c.183]

Инертные газы (аргон, гелий и их смеси) целесообразно применять для сварки металлов (например, алюминия, магния, титана) и сплавов, склонных при нагреве к энергичному взаимодействию с кислородом, азотом, водородом инертные газы с добавками кислорода или углекислого газа — для сварки легированных сталей и сплавов азот — для сварки металлов и сплавов, не иза-имодействующих с этим газом (например, медь, некоторые аустенитные стали) углекислый газ — для сварки углеродистых и легированных сталей, а также других металлов и сплавов, не имеющих большого химического сродства к кислороду. [c.25]

Общие сведения. С развитием новых отраслей техники тугоплавкие металлы и их сплавы благодаря высоким жаропрочности, коррозионной стойкости в ряде агрессивных сред и другим свойствам находят все более широкое применение. К тугоплавким металлам, использующимся для изготовления сварных конструкций, относятся металлы IV, V и VI групп периодической системы Менделеева ниобий, тантал, цирконий, ванадий, титан, молибден, вольфрам и др. Эти металлы и сплавы на их основе обладают рядом общих физико-химических и технологических свойств, основными из которых являются высокие температура плавления, химическая активность в жидком и твердом состоянии при повышенных температурах поотношению к атмосферным газам, чувствительность к термическому воздействию, склонность к охрупчиванию, к интенсивному росту зерна при нагреве выше температуры рекристаллизации. Пластичность сварных соединений тугоплавких металлов, как и самих металлов, в большей мере зависит от содержания примесей внедрения. Растворимость азота, углерода и водорода в тугоплавких металлах показана на рис. 1. Содержание примесей внедрения влияет на технологические свойства тугоплавких металлов и особенно на их свариваемость. Взаимодействие тугоплавких металлов с газами и образование окислов, гидридов и нитридов вызывают резкое охрупчивание металла. Главной задачей металлургии сварки химически активных тугоплавких металлов является обеспечение совершенной защиты металла и минимального содержания в нем вредных примесей. Применение диффузионной сварки в вакууме для соединения тугоплавких металлов и их сплавов является весьма перспективным, так как позволяет использовать наиболее совершенную защиту металла от газов и регулировать термодеформационный цикл сварки в благоприятных для металла пределах. [c.150]

Предполагается, что при спекании происходит процесс рафинирования. При обезгаживании в интервале температур 500—1000° быстро выделяется водород. Углерод и кислород удаляются при температурах выше 1400 в результате их взаимодействия с образованием окиси углерода, которая диффундирует к поверхности металла и откачивается. При температуре около 1800° начинает удаляться кислород, по-видимому, в результате испарения окиси пиобня. При максимальной температуре спекания эта реакция протекает медленнее, чем образование окиси углерода. Наконец, азот удаляется путем обычного обезгаживания при температурах выше 1900°. Этот процесс идет значительно медленнее других. Очевидно, удаление небольших количеств таких примесей при очень высоких температурах и низких давлениях лимитируется скоростью диффузии к поверхности металла содержащихся в нем газов. Степень рафинирования, достигаемая н процессс спекания, показана в табл. 2. [c.436]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...